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喀斯特流域水文结构和流域水文过程不仅受到流域地貌结构的作用，而且随着流域面积的变化也将产生变异 。由于喀斯特流域二元流场的耦合作用 ，将产生流域水量的不平衡效应 ，常常使其河流中的实际年径流量（y实）与流域降水所形成的年径流量（y本）不相等，而存在一个流域之间的水量交换值（△u）（汪德麟，1983；杨明德等 ，1992） ，即：
y实＝y本±△u
这里，我们定义交换值△u与流域平均降雨量P之比γ＝△u/P为流域不平衡系数 ，当流域为盈水流域时 ，γ为负值；当流域为亏水流域时，γ为正值；当流域为平衡流域时 ，γ等于零 。则可以发现 ，随着喀斯特流域面积的增加，流域不平衡系数γ的绝对值逐渐减小 ，并趋近于零。例如 ，安顺关口河七眼桥喀斯特峰林溶原流域，面积约25km2 ，其流域不平衡系数γ等于0.26 ，但当关口河流域汇流面积增大到793km2时（即黄猫村水文站），流域不平衡系数γ已等于零，即为平衡流域 。因此 ，随着喀斯特流域面积的变化 ，流域的水文结构和水文功能都会发生改变 。同时还可以证明，对于任意一个喀斯特流域 ，多年平均年径流系数α、蒸发系数β和流域不平衡系数γ三者之和等于1 ，即：
a＋β＋7=1
另外，喀斯特流域空间尺度效应 ，也与流域喀斯特化地块分布面积占流域总面积之比有关（此处流域总面积指地表 、地下两流域面积重合与差数之和）。据研究（汤奇成等 ，1983），一般喀斯特分布面积占流域总面积的30%以下 ，流域面积超过3000km2时 ，喀斯特流域结构的水文效应将逐渐减小，甚至消失（见图7-5）。这也就是表明喀斯特流域结构的水文效应存在一个面积比率的临界值和流域空间尺度临界值 ，且这两个临界值对于不同的流域地貌类型是有所变化的 。
图7-5 径流模数比值与集水面积关系
MK—喀斯特地区河流年径流模数；MC—非喀斯特地区河流年径流模数；——河流测站（共21站）
表7-1 关口河（七眼桥站）多年平均月径流系数
对于一个喀斯特流域 ，如果我们改变水量平衡计算的时间尺度，则又会看到另一种水文效应 。例如，关口河七眼桥喀斯特小流域 ，从年径流平衡计算来看 ，是一个亏水流域（见表7-1），但我们又根据水文长观资料（1966～1980年） ，则可以看出 ，年内多年平均月径流系数的变幅较大，洪水季节的月径流系数与贵州其他喀斯特地区平衡流域的年径流系数值（一般在0.45～0.55之间）较为接近 ，表明因降雨量和降雨强度较大 ，绝大部分径流以地表径流的形式通过地表水文观测断面流出，七眼桥小流域在雨洪季节可近似地视为一个非闭合型平衡流域 ，流域年径流的不平衡效应对暴雨洪峰值的影响较小；而在枯水季节 ，部分径流则以地下径流的形式不通过地表水文观测断面流出，从而又表现为一个非闭合型亏水流域。因此 ，喀斯特流域二元流场的耦合效应不仅与流域地貌类型和空间尺度有关 ，而且还与降雨的输入过程和时间尺度有关 。
喀斯特流域空间尺度效应还反映在流域洪峰流量特征值上，因为流域洪峰值的大小，除了与降雨过程和流域地貌类型结构有关外 ，还与流域的汇水面积大小有关 。通常 ，随着流域汇水面积的增加，在流域较均匀的降雨下 ，流域洪峰流量逐渐增大 ，但随着流域汇水面积的增大，也可能出现流域洪峰流量反而减小的现象。譬如 ，1988年9月普定后寨河喀斯特流域降了一场暴雨 ，由于上游为喀斯特峰丛洼地（谷地）结构，地下发育有树枝状水道 ，且有较大的比降 ，流域地貌面的平均坡度也较大，因而形成陡涨陡落的洪水过程 ，汇水面积仅5km2的母猪洞峰丛洼地流域出口断面最大洪峰流量达23m3/s ，但随着流域面积的增大，地貌类型也开始向喀斯特峰林盆地过渡，在下游汇水面积达76km2的后寨河断面 ，最大洪峰流量也低于上游母猪洞 ，仅有19.8m3/s，当然 ，随着流域面积的进一步增大 ，流域最大洪峰流量将会逐渐增加 。
又譬如，安顺龙宫喀斯特流域 ，其流域地貌类型的空间分布与普定后寨河喀斯特流域正好相反 ，上游是喀斯特峰林盆地，而下游逐渐从峰林谷地 、峰丛谷地向峰丛洼地流域地貌过渡 ，在地貌上形成了一个逆向发育的反均衡剖面 ，从而使其上游地表河水逐渐向下游的地下河水转化，因在这两种水体的转化交接地带 ，常常又发育有许多坡立谷（梁虹等 ，1993），产生对上游洪水的调蓄作用，因此 ，从上游到下游 ，尽管流域面积逐渐增大，但流域最大洪峰流量还逐渐减小 ，当然 ，随着流域面积的更进一步增加，流域洪峰流量开始增大 。1991年7月龙宫流域降了一场特大暴雨 ，上游喀斯特峰林盆地流域肖冲站控制断面（汇水面积80.8km2）最大洪峰流量为66m3/s ，进入中、下游坡立谷地带的陇戛后冲断面（汇水面积202.6km2）最大洪峰流量为47.1m3/s，油菜河坡立谷出口断面（汇水面积210km2）最大洪峰流量减小为22.4m3/s ，到下游峰丛洼地流域龙宫地下河出口断面（汇水面积297km2）最大洪峰流量又上升达49m3/s ，以下随着流域面积的进一步增加，流域最大洪峰流量也随之增大。由此可以看出 ，流域最大洪峰流量除了与降雨有关外 ，还与流域地貌和流域空间尺度有关 。
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